Quels sont les exemples de Smart City et ville intelligente en France ?

Comment définir une smart city ?

Une Smart City peut être définie comme une ville équipée de différentes solutions technologiques mises au service des citoyens afin de proposer de nouveaux services aux usagers et d'améliorer l’efficacité des services publics.

Quel est le principal objectif d'une ville intelligente ?

Le principal objectif d’une ville intelligente est de réduire les coûts engendrés par la mise à disposition des services publics. Cela peut se faire en jouant sur plusieurs aspects :

• En réduisant les charges de fonctionnement de la ville grâce à des capteurs permettant d’optimiser la maintenance des équipements ou au remplacement de certains matériels par des systèmes moins énergivores ;

• En automatisant certaines tâches réalisées par des agents afin de leur permettre de gagner en productivité et de consacrer du temps sur d’autres actions ;

• En développant de nouveaux services pour les usagers ;

• En simplifiant les processus internes à la collectivité.

Comment construire une ville connectée ?

Une ville connectée ne doit pas se construire à partir des technologies à disposition mais à partir des besoins de ses citoyens. Il faut tout d’abord se demander quels services aux citoyens la ville souhaite mettre en place et quels objectifs en termes de réduction des coûts la ville souhaite atteindre, afin de trouver ensuite des solutions technologiques adaptées. Une fois cette étape franchie, la ville peut définir sa stratégie Smart City et construire briques par briques les différentes solutions qui lui permettront de devenir une ville connectée.

Par quels moyens une ville devient-elle intelligente ?

Au coeur de la démarche : une volonté de moderniser la gestion de la ville par l’utilisation des nouvelles technologies

Les actions de type Smart City menées par les métropoles françaises sont souvent basées sur une volonté de moderniser l’administration de la ville par l’utilisation de technologies.

Cela peut se matérialiser par la mise en place d’un réseau bas débit type LoRa, accompagné de l’installation de différents capteurs au sein de la ville (caméras de vidéoprotection, stations mesurant la qualité de l’air, détecteurs de présence sur les lampadaires d’éclairage public, suivi du remplissage des bennes à ordures…).

D’autres technologies, basées sur l’utilisation des données de la ville, peuvent également entrer en jeu : la vidéo-verbalisation des places de stationnement grâce à l’intelligence artificielle, l’anticipation des pannes sur les infrastructures grâce à l’utilisation d’algorithmes ou encore la régulation du trafic en temps réel avec le Big Data.

Un effort sur le développement de nouveaux usages, que ce soit en interne ou vers le citoyen

Avec l’arrivée de tous ces outils numériques au cœur de la ville, de nouveaux usages sont apparus dans les villes intelligentes.

Au sein des collectivités locales, les agents territoriaux ont dû s'adapter à la mise en place de nouvelles pratiques, comme la dématérialisation des démarches administratives ou le décloisonnement des services avec le croisement de plusieurs types de données pour optimiser la conduite de la ville à l’échelle globale.

Pour les citoyens également, les interactions avec la ville ont été modifiées. Des applications mobiles de suivi de la relation usager permettent aux citoyens de rentrer directement en contact avec les différents services de la ville et d’effectuer des demandes à distance.

Le développement d’approches plus concertées et transversales, impliquant étroitement citoyens et entreprises dans la gouvernance urbaine

Avec la Smart City, la ville devient multi-acteurs et son développement n’est plus limité aux collectivités territoriales. Les citoyens prennent place dans la construction de la vie de quartier avec la mise en œuvre de plateforme de concertation citoyenne, qui permettent à chaque habitant de proposer des idées, de voter pour des dispositifs ou la répartition d’un budget.

Le citoyen devient donc acteur clé du développement de son lieu de vie aux côtés des autorités locales et des parties prenantes de la ville.

Les entreprises privées ont également un rôle à jouer au sein des Smart Cities, avec le développement de partenariat public/privé pour certains projets d’aménagement urbain et la co-construction des actions entre collectivités et entreprises spécialisées.

Le potentiel Smart City français est élevé, dans la mesure où beaucoup de villes sont encore au début de leur transformation numérique

Tout un ensemble d’innovations aujourd’hui matures sont applicables au monitoring de l’espace public

La ville intelligente pourrait se décomposer en trois couches technologiques, qui permettent une meilleure administration des situations et améliore la qualité de vie des usagers :

1°) Une première couche est constituée des infrastructures : ce sont les réseaux d’eau, d’énergie ou de télécommunication, le mobilier urbain ou encore les capteurs connectés. Ce premier niveau technologique est un préalable à toute démarche de ville intelligente et s’appuie sur des technologies aujourd’hui pleinement matures :

• • L’Internet des Objets (IoT), avec des dispositifs de capteurs et de réseaux de collecte bas débit déjà implantés sur l’ensemble du territoire (LoRA, Sigfox).
  • L’utilisation des smartphones et les réseaux 4G, couche technologique de base pour les usages citoyens et pour les agents en déplacement.

2°) Une seconde couche se compose des systèmes d’information, des données collectées et des logiciels gérant les métiers de la ville. Ils permettent d’analyser les informations collectées en temps réel et d’engager des actions plus adaptées aux problématiques rencontrées. De nombreux outils éprouvés existent actuellement et présentent des résultats à des niveaux industriels :

• • Le BIM (Building Information Modeling), permettant l’administration intelligente des bâtiments, basé sur une collecte systématique des données bâtimentaires. Cette technologie est à rapprocher avec la maturité actuelle des technologies domotiques, permettant le suivi à distance des bâtiments ;
  • L’automatisation, avec l’essor de logiciels de gestion automatisée permettant la mise en oeuvre en temps réel de tâches répétitives nécessitant l’analyse de grande masse de données ;
  • Le Big Data et le développement de l’Intelligence Artificielle, permettant la maintenance prédictive des équipements et l’identification automatique de dysfonctionnements ;

3°) Une dernière couche est formée par les solutions finales, à destination des agents, des habitants ou encore des entreprises. Celles-ci partagent des informations utiles avec l’ensemble des protagonistes de la ville : les habitants, les travailleurs, les touristes… A ce titre, de nombreux dispositifs existent d’ores et déjà, telles que :

• • En interne : les logiciels de Gestion de Maintenance Assistée par Ordinateur (GMAO), de Gestion Techniques des Interventions (GTI), de supervision métier, de contrôle des achats, d’administration financière, de gestion des ressources humaines…
  • Vers les administrés : applications de signalements citoyens (Tell my City, Neocity…), applications citoyennes (Ma ville dans ma poche), places de marché en ligne, application de Gestion de la Relation Usager (GRU)...

Ainsi, en 2021, l’ensemble des briques technologiques composant la Smart City sont matures et d’ores et déjà déployées en conditions réelles. Néanmoins, les applications industrielles de ces technologies sont plus du fait d’opérateurs privés (Citelum, Vinci, Suez…) que des collectivités en elle-même.

Le taux de pénétration de ces solutions auprès de la collectivité est encore faible, ce qui est principalement dû à un décalage de temps d’adoption des innovations entre la collectivité et le secteur privé plus qu’à une inadéquation entre nature de l’offre et de la demande.

Cela signifie que la plus grande partie de la dynamique et des projets de villes connectées sont encore devant nous et constitue un sujet d’investissement pour les 10 à 15 prochaines années.

Des cas d’usages et applications multiples, allant de la sécurité jusqu’à la santé, en passant par la mobilité

Santé : l’amélioration des traitements sur les maladies chroniques, des politiques de santé publique guidées par l’analyse des données en temps réel ou encore la mise en place d’outils digitaux pour améliorer l’expérience des patients.

Sécurité : l’optimisation du trafic, l’utilisation des données par les forces de police ou encore l’optimisation des réponses en cas d’urgence.

Mobilité : les applications multimodales, la gestion intelligente du trafic ou encore la possibilité d’offrir de nouveaux moyens de déplacements.

Qualité de vie : les applications de mise en relation entre habitants, les applications de communication avec les collectivités locales ou encore les applications de mise en relation entre voisins.

Environnement : la mesure de la qualité de l’air, l’optimisation des réseaux énergétiques, la détection de fuite sur les réseaux d’eau ou encore la collecte intelligente des déchets...

Des usagers de plus en plus exigeants en termes de qualité de services publics et en attente d’une gouvernance plus concertée

La forte expansion des plateformes numériques dans le quotidien des usagers (type Amazon, Airbnb ou Uber) a habitué les citoyens à certains usages vis-à-vis des services client et des processus digitalisés : transparence, standards élevés, forte disponibilité, réactivité...

Les administrés développent alors les mêmes attentes concernant les collectivités, qui éprouvent des difficultés à développer des services comparables (délais allongés, complexité administrative, difficulté à trouver le bon interlocuteur…).

Les collectivités se trouvent donc dans la nécessité de s'adapter et de faire évoluer les services proposés aux citoyens, afin de se conformer à leurs attentes, pour ne pas risquer de proposer des services non pris en main.

Tour d’horizon en 2020 des principales villes intelligentes dans l’Hexagone

Lyon : une ville pionnière de l’innovation “en mode projet”

La Métropole de Lyon, avec l'ensemble des acteurs locaux et des habitants, a lancé l'initiative “Lyon métropole intelligente”. Il s’agit d’une démarche qui se veut transversale à l'ensemble des métiers de la ville, mettant à profit la transformation de la ville pour produire l'innovation.

Les grandes axes de la stratégie de Lyon :

La qualité de l’air : Lyon souhaite co-construire avec les partenaires locaux des solutions innovantes et participatives pour répondre aux enjeux de la qualité de l'air

Les réseaux intelligents : Le Grand Lyon est un des premiers territoires d'expérimentation des smart grids en Europe, pour pouvoir préserver au mieux les ressources énergétiques et piloter la consommation.

La gestion intelligente de l’eau : La Ville utilise les nouvelles technologies pour améliorer la préservation de la ressource hydraulique, tout en développant les services aux usagers. En 2015, Hublo, un centre de supervision globale de l'exploitation a été inauguré dans le cadre du contrat de délégation de service public.

L’ouverture des données : la capitale des Gaules encourage l'open data et construit un service public de la donnée.

Le Social : la Métropole mène depuis 2017 des actions de prospectives sur les sujets des quartiers prioritaires de la Ville et de leur refonte dans le cadre de la smart city, avec des axes d’intervention sur les sujets de la médiation numérique, de l’inclusion et de la réduction des fractures sociales.

Nice : la Ville comme terrain d’expérimentations

En 2015 le cabinet d’études Juniper Research a révélé son classement des villes intelligentes au niveau mondial. Parmi les cinq premières, trois d’entre elles étaient des villes européennes, dont Nice. Ce coup de projecteur vient récompenser une stratégie engagée depuis la fin des années 2000 avec pour objectifs :

• La diversification économique de la région basée sur l’innovation
• Le confort et la sécurité des habitants
• Une meilleure consommation des ressources énergétiques

Avec des grands groupes comme IBM, Cisco, Veolia et en lien avec les start-up du territoire, de nombreuses expérimentations ont été menées, dans des domaines variés : énergies renouvelables, sécurité, monitoring urbain, smart grids, comme par exemple le démonstrateur des flexibilités “Nice Smart Valley”;

Le démonstrateur des flexibilités “Nice Smart Valley” :

Le démonstrateur Nice Smart Valley s’est installé en 2017 sur la Côte d’Azur pour une durée de 3 ans, coordonné par Enedis. L’objectif de ce démonstrateur est la mise en œuvre un de procédés innovants visant à créer et exploiter des flexibilités pour répondre aux enjeux locaux des réseaux de distribution, tels que l’intégration massive d’énergies renouvelables et de bornes de charge pour véhicule électrique à moindre coût.

Nice Smart Valley se déploie sur des espaces variés du territoire : quartiers urbains de Nice, arrière pays, vallée, zone industrielle, station de sport d’hiver d’Isola 2000...

En 2020, le dispositif est entré dans sa troisième et dernière année d’existence, celle des expérimentations grandeur nature. L’objectif est de déboucher sur l’industrialisation de solutions innovantes sur le réseau d’électricité, dans l’Hexagone, mais aussi en Europe, pour accueillir les énergies renouvelables décentralisées et les nouveaux usages de l’électricité, comme par exemple les véhicules électriques, susceptibles d’engendrer des contraintes sur les infrastructures de réseaux de distribution.

La Ville de Nice s’est aussi illustrée par plusieurs initiatives intelligentes, mobilisant des capteurs environnementaux ou des outils au service de la sécurisation de l’espace public.

OnDijon : première Smart City globale en France, avec une véritable transformation de la gouvernance de l’espace urbain

La métropole du Grand Dijon a signé fin 2017 un contrat de 12 ans pour la conception, la réalisation, l'exploitation et la maintenance d'un poste de commandement centralisé (PCC) qui aura vocation à réunir en un même lieu, la supervision d'une dizaine de fonctions urbaines autour de la sécurité (éclairage public, vidéoprotection, sûreté et sécurité des bâtiments, de la mobilité et de l'information des voyageurs, exploitation des carrefours à feux, stationnement intelligent, information électronique, suivi de flotte de véhicules).

Pour ce faire, la métropole a demandé à un groupement (Bouygues Energie et Services, Capgemini, Suez et Citelum) de moderniser l’ensemble de ses infrastructures (renouvellement, pose de capteurs) et de concevoir et déployer un module d’hypervision permettant d’assurer en un même lieu et une même interface le pilotage de l’ensemble des métiers liés à la ville.

Angers Smart City : un modèle mettant l’innovation et la relation usager au centre de la nouvelle gestion de la ville

Tout comme Dijon, le projet d’Angers passe par un Marché Global de Performance, qui représente 121 millions d'euros d'investissement sur 12 ans. Les objectifs de performance fixés au contrat devraient, quant à eux, permettre 101 millions d'euros d'économies cumulées sur la durée d'amortissement du projet (25 ans), avec des pénalités à la clef pour Engie si les performances annoncées ne sont pas là.

Dans le cadre du marché, environ 50 000 capteurs seront installés dans la métropole angevine, tandis que 30 000 lampadaires passeront en LED. 10 000 mâts et 5 000 armoires électriques seront également connectés, afin de permettre un pilotage plus fin de l'éclairage sur certains lampadaires ou à l'échelle d'un quartier. L'objectif est de réduire de 66% la consommation d'énergie de l'éclairage public (c'est 3 à 4 millions d'euros par an), de 20% la consommation énergétique des bâtiments et de 30% la consommation en eau.

Ces différents projets Smart mettent en avant deux modèles distincts : une approche par expérimentations successives à Lyon et Nice et une approche autour d’une plateforme globale et centralisée à Dijon et Angers.

Les initiatives Smart City se démarquent par une nécessaire conjonction entre modernisation des infrastructures et collaboration public/privé plus étroite

Une volonté de modernisation des infrastructures ou d’efficience de l’action publique est souvent le point de départ des Smart City

Les initiatives Smart City sont souvent le fruit d’une réflexion autour de la modernisation des infrastructures de la ville, en particulier celles liées à l’éclairage public, pour lesquelles la modernisation entraîne des économies d'énergie considérables (jusqu'à 60% d’économie) et donc des retours sur investissement intéressants pour les collectivités.

Certains projets basés d’abord sur la modernisation des infrastructures d’éclairage public se développent ensuite en intégrant d’autres métiers de la ville tels que la signalisation, la sécurité, le stationnement, l’habitat…

Face aux enjeux de la transformation numérique de la ville, des dispositifs nécessairement collaboratifs et co-construits

Pour mener à bien ces initatives de grande envergure, pouvant regrouper jusqu'à une dizaine de thématiques métiers différentes, concerner des milliers d'agents et toucher l'ensemble des habitants d'une ville, les collectivités territoriales se sont tournées vers des modèles de collaboration avec des partenaires privés ou avec les habitants directement.

La conception du projet Smart City peut se faire directement en lien avec les acteurs privés, comme cela s’est fait pour les Marchés Globaux de Performance d’Angers ou de Dijon.

Les citadins, quant à eux, interviennent en donnant leur avis sur les actions de la ville, via des plateformes de concertation citoyenne ou peuvent collaborer au sein d’association de quartier.

Pour assurer le succès d’une initiative Smart City, il apparaît alors nécessaire d'impliquer un ensemble de diverses parties prenantes : des structures de l’aménagement urbain, des acteurs des réseaux et des infrastructures de la ville, des experts dans les nouvelles technologies, les habitants de la ville…

Pour collaborer ensemble, ces différentes parties prenantes ont besoin de stratégies unifiées, menées par la collectivité, qui doivent pouvoir définir une vision globale du projet, des objectifs à atteindre et répartir la responsabilité de chacun par rapport au projet dans son ensemble. Cela permettra ensuite aux différents acteurs de pouvoir s’associer pour créer des dispositifs interopérables et compatibles.

Au centre de la Smart City : de nouveaux modules fonctionnels tel que l’Hyperviseur urbain

Au cœur de ces démarches Smart City, les systèmes d'information se sont dotés de nouveaux modules de centralisation des différents métiers et des flux de données. Ce sont des superviseurs voire des hyperviseurs urbains.

Ces postes de contrôle centralisés d’une ville permettent aux agents d’agir en temps réel sur les infrastructures et d’avoir une vision panoramique sur l’ensemble du territoire.

Article rédigé par les consultants du pôle transformation numérique de Tactis

Sources externes :

https://www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/smart-cities-digital-solutions-for-a-more-livable-future

https://www.bcg.com/publications/2017/defense-justice-border-digital-transformation-technology-collaboration-smart-safe-cities